KR100911317B1 - Apparatus and method for estimating battery's state of health based on battery voltage variation pattern - Google Patents

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강정수
김주영
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주식회사 엘지화학
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Abstract

An apparatus and a method for estimating the deterioration of battery capacity based on battery voltage variation pattern are provided to prevent over-charging and over-discharging by controlling the charge and discharge capacity of the battery according to the deterioration of the battery. A voltage sensing part(101) measures a battery voltage at a SOC estimation point by a microcontroller(105). A temperature sensing part(102) measures the temperature of battery at the SOC estimation point of by the microcontroller. A current sensing part(103) measures the battery current flowing through the current sensing resistor(108) at the SOC estimation point by the microcontroller. The microcontroller receives a battery voltage, temperature, and current data from the voltage sensing part, the temperature sensing part, and current sensing part at the SOC estimation point.

Description

배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치 및 방법{Apparatus and Method for estimating battery's state of health based on battery voltage variation pattern}Apparatus and Method for estimating battery's state of health based on battery voltage variation pattern}

본 발명은 배터리의 용량 퇴화를 나타내는 파라미터인 SOH(State Of Health; SOH라 함)를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리의 잔존 용량을 나타내는 파라미터인 SOC(State Of Charge)를 이용하여 배터리의 SOH를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for estimating a state of health (SOH), which is a parameter indicating capacity decay of a battery. More specifically, the present invention relates to a state of charge (SOC), which is a parameter representing a remaining capacity of a battery. An apparatus and method for estimating the SOH of a battery using the same.

일반적으로 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차(이하, 이들 자동차를전기 구동 자동차라 함)는 전기 구동 모드에서 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 자동차를 구동시킨다. In general, an electric vehicle or a hybrid electric vehicle (hereinafter, these vehicles are referred to as electric driving vehicles) drives an automobile using electric energy stored in a battery in an electric driving mode.

화석 연료를 사용하는 자동차는 액상 연료로 엔진을 구동시키므로 연료의 잔량을 측정하는데 어려움이 없다. 하지만 전기 구동 자동차는 배터리의 잔존 에너지가 어느 정도 되는지를 정확하게 측정하기 어렵다.An automobile using fossil fuels runs the engine on liquid fuel, so it is not difficult to measure the fuel level. But electric-powered cars can't accurately measure how much battery energy is left.

전기 구동 자동차는 배터리에 충전된 에너지를 이용하여 움직이므로 배터리의 잔존 용량을 파악하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라, 배터리의 SOC를 파악하 여 주행 가능 거리 등의 정보를 운전자에게 알려주는 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. Since electric powered cars move using the energy charged in the battery, it is very important to know the remaining capacity of the battery. As a result, technologies for identifying the SOC of the battery and informing the driver of information such as driving distance are being actively developed.

일 예로, 배터리의 충방전 중에 배터리의 전압을 측정하고 측정된 전압으로부터 무부하 상태의 배터리 개방전압을 추정하고 개방전압 별 SOC 테이블을 참조하여 추정된 개방전압에 해당하는 SOC를 맵핑하는 방법이 있다. 그런데 배터리의 충방전이 이루어지고 있을 때에는 IR 드롭 효과에 의해 배터리의 전압이 실제 전압과 많은 차이를 보이게 되므로 이러한 오차를 보정해 주지 않으면 정확한 SOC를 얻을 수 없는 단점이 있다. For example, a method of measuring a battery voltage during charging and discharging of a battery, estimating a battery open voltage in a no-load state from the measured voltage, and mapping an SOC corresponding to the estimated open voltage with reference to the SOC table for each open voltage. However, when the battery is being charged and discharged, since the voltage of the battery is significantly different from the actual voltage due to the IR drop effect, an accurate SOC cannot be obtained unless the error is corrected.

참고로, IR 드롭 현상은 배터리가 부하에 연결되어 방전이 시작되거나 외부전원으로부터 배터리의 충전이 시작될 때 전압이 급격하게 변하는 현상을 말한다. 즉, 방전이 시작될 때에는 배터리 전압이 급격하게 떨어지고, 충전이 시작될 때에는 전압이 급격하게 올라간다. For reference, the IR drop phenomenon refers to a phenomenon in which the voltage changes rapidly when the battery is connected to the load to start discharging or when the battery starts charging from an external power source. That is, the battery voltage drops sharply when discharge starts, and the voltage rises sharply when charging starts.

다른 예로, 배터리의 충방전 전류를 적산하여 배터리의 SOC를 추정하는 방법이 있다. 이 방법은 전류를 측정하는 과정에서 발생되는 측정 오차가 계속적으로 누적되어 시간이 지남에 따라 SOC 정확도가 떨어지는 문제가 있다.As another example, there is a method of estimating the SOC of the battery by integrating the charge and discharge current of the battery. This method has a problem in that the SOC accuracy decreases over time because the measurement error generated during the current measurement is continuously accumulated.

한편 상술한 SOC 이외에 배터리의 상태를 나타내는 또 하나의 파라미터로서 SOH가 있다. SOH는 시효(aging) 효과로 인한 배터리의 용량 특성 변화를 정량적으로 나타내주는 파라미터로서, 배터리의 용량이 어느 정도 퇴화 되었는지를 알 수 있도록 해 준다. 따라서 SOH를 알면 적절한 시점에 배터리를 교체할 수 있고, 배터리의 사용 기간에 따라 배터리의 충방전 용량을 조절하여 배터리의 과충전과 과방 전을 방지할 수 있다.On the other hand, in addition to the SOC described above, another parameter representing the state of the battery is SOH. SOH is a parameter that quantitatively shows the change in capacity characteristics of a battery due to an aging effect, and shows how much the capacity of a battery has deteriorated. Therefore, if the SOH is known, the battery can be replaced at an appropriate time, and the overcharge and overdischarge of the battery can be prevented by adjusting the charge / discharge capacity of the battery according to the life of the battery.

배터리 용량 특성의 변화는 배터리의 내부저항 변화에 반영되므로, SOH는 배터리의 내부저항과 온도에 의해 추정이 가능한 것으로 알려져 있다. 즉 충방전 실험을 통해 배터리의 내부저항과 온도 별로 배터리의 용량을 측정한다. 그런 다음 배터리의 초기 용량을 기준으로 상기 측정된 용량을 상대 수치화함으로써 SOH 맵핑을 위한 룩업 테이블을 얻는다. 그러고 나서, 실제 배터리 사용 환경에서 배터리의 내부저항과 온도를 측정하고 상기 룩업 테이블로부터 내부저항과 온도에 대응되는 SOH를 맵핑하면 배터리의 SOH를 추정할 수 있다. Since the change in the battery capacity characteristics is reflected in the change in the internal resistance of the battery, it is known that the SOH can be estimated by the internal resistance and temperature of the battery. In other words, the battery capacity is measured according to the internal resistance and temperature of the battery through charge and discharge experiments. The lookup table for SOH mapping is then obtained by relative digitizing the measured capacity relative to the initial capacity of the battery. Then, the SOH of the battery may be estimated by measuring the internal resistance and the temperature of the battery in an actual battery use environment and mapping the SOH corresponding to the internal resistance and the temperature from the lookup table.

그런데 상술한 SOH 추정 방법에서 가장 중요한 것은 얼마나 정확하게 배터리의 내부저항을 구할 수 있는가 이다. 하지만 배터리의 충방전 과정에서 배터리의 내부저항을 직접 측정하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 통상적으로는 배터리의 전압과 충방전 전류를 측정하여 오옴의 법칙에 의해 배터리 내부저항을 간접적으로 계산한다. 그런데 배터리의 전압은 IR 드롭 효과에 의해 실제 전압과 오차를 보이고 배터리의 전류 또한 측정 오차를 가지므로 단순히 오옴의 법칙에 의해 계산된 내부저항과 이로부터 추정된 SOH는 그 만큼 신뢰성이 떨어진다는 한계가 있다.However, the most important thing in the above-described SOH estimation method is how accurately the internal resistance of the battery can be obtained. However, it is practically impossible to directly measure the internal resistance of a battery during charge and discharge of the battery. Therefore, in general, the battery internal resistance is calculated indirectly by Ohm's law by measuring the voltage and charge / discharge current of the battery. However, since the voltage of the battery shows an error with the actual voltage due to the IR drop effect, and the current of the battery also has a measurement error, the internal resistance calculated by Ohm's law and the SOH estimated therefrom are not as reliable. have.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 정확도가 높은 SOH 추정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide an SOH estimation apparatus and method with high accuracy.

본 발명의 다른 목적은, 수학적 모델에 의한 SOH 추정 시 배터리 전압 거동으로부터 추정된 SOC를 이용함으로써 SOH 추정의 정확도를 향상시킬 수 있는 SOH 추정 장치 및 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating SOH, which can improve the accuracy of SOH estimation by using SOC estimated from battery voltage behavior in SOH estimation by a mathematical model.

본 발명의 또 다른 목적은, 수학적 모델에 의한 SOH 추정 시 서로 다른 방법에 의해 추정된 SOC를 동시에 고려함으로써 SOH 추정의 정확도를 향상시킬 수 있는 SOH 추정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for estimating SOH which can improve the accuracy of SOH estimation by simultaneously considering SOC estimated by different methods in SOH estimation by a mathematical model.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치는, SOC 추정 시점마다 배터리와 결합된 전압 센싱부, 전류 센싱부 및 온도 센싱부로부터 배터리 전압, 전류 및 온도 데이터를 획득하여 저장하는 데이터 저장부; SOC 추정 시점마다 배터리 전류 데이터를 이용하여 전류 적산법에 의해 제1SOC를 추정하여 반복 저장하는 제1SOC 추정부; SOC 추정 시점마다 상기 저장된 배터리 전압의 거동에 의해 개방전압을 추정하고, 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계를 이용하여 추정된 개방전압과 배터리 온도에 대응하는 제2SOC를 산출하여 반복 저장하는 제2SOC 추정부; SOH 추정 요청 시점부터 누산 비율 계산 시간 동안 계산된 상기 제2SOC의 변화량 누적 값 대비 상기 제1SOC의 변화량 누적 값 비율(SOC 변화량 누산 비율)을 계산하여 저장하는 SOC 누산 비율 산출부; 및 미리 설정된 기준 배터리 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율을 기준으로 상기 산출된 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 비교함으로써 배터리의 용량을 추정하고 배터리 출하 용량 대비 추정된 용량의 상대적 비율을 SOH로 추정하여 저장하는 SOH 추정부;를 포함한다.Battery capacity deterioration estimation apparatus using the battery voltage behavior according to the present invention for achieving the technical problem, the battery voltage, current and temperature data from the voltage sensing unit, current sensing unit and temperature sensing unit coupled to the battery at every SOC estimation time Data storage unit for obtaining and storing; A first SOC estimator for estimating and repeatedly storing the first SOC by using a current integration method for each SOC estimation time point; Estimating the open voltage by the stored battery voltage at each SOC estimation time point, and calculating and repeatedly storing a second SOC corresponding to the estimated open voltage and the battery temperature by using a correlation between the open voltage and the temperature and the SOC. 2SOC estimator; An SOC accumulation ratio calculation unit configured to calculate and store a ratio of a cumulative change amount of the first SOC (SOC change accumulation rate) to a cumulative change amount of the second SOC calculated during an accumulation ratio calculation time from an SOH estimation request time; And estimating the capacity of the battery by relatively comparing the calculated SOC change accumulation rate based on the SOC change accumulation rate corresponding to the preset reference battery capacity, and storing the estimated ratio of the estimated capacity to the battery shipment capacity as SOH. It includes; SOH estimator.

본 발명에서, 상기 기준 배터리 용량은 배터리 출하 용량과 동일할 수 있다.In the present invention, the reference battery capacity may be the same as the battery shipping capacity.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 SOH 추정부는 SOC 변화량 누산 비율 별로 다수의 배터리 용량(기준 배터리 용량에 해당)을 정의한 룩업 테이블을 참조하여 배터리 용량을 추정한다.According to an aspect of the present invention, the SOH estimator estimates battery capacity with reference to a lookup table that defines a plurality of battery capacities (corresponding to reference battery capacities) for each SOC change accumulation rate.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 SOH 추정부는 SOC 변화량 누산 비율과 배터리 용량 간의 상관 관계를 정의한 함수의 입력 파라미터로 상기 계산된 SOC 변화량 누산 비율을 대입하여 배터리 용량을 추정한다.According to another aspect of the present invention, the SOH estimator estimates battery capacity by substituting the calculated SOC change accumulation rate as an input parameter of a function that defines a correlation between SOC change accumulation rate and battery capacity.

바람직하게, 상기 SOH 추정부는 배터리 출하 용량에 대한 현재 배터리 용량의 상대적 비율 산출 시 허용 가능한 배터리 최저 용량을 기준으로 하여 상기 상대적 비율을 산출한다.Preferably, the SOH estimator calculates the relative ratio based on the minimum allowable battery capacity when calculating the relative ratio of the current battery capacity to the battery shipment capacity.

바람직하게, 상기 누산 비율 계산 시간은 미리 정해진 수의 제1 및 제2SOC의 변화량 데이터가 수집될 때까지의 시간이다.Preferably, the accumulation rate calculation time is a time until a predetermined number of change amount data of the first and second SOCs are collected.

본 발명에서, 상기 제2SOC 추정부는, 배터리 전압 거동과 개방전압 변화량 사이의 상관 관계를 정의한 수학적 모델을 적용하여 상기 저장된 현재 및 과거에 측정된 배터리 전압들의 변화 패턴으로부터 개방전압 변화량을 계산하고, 배터리 온도에 대응하는 보정 팩터를 상기 계산된 개방전압 변화량에 반영하여 현재 단계의 개방전압 변화량을 추정하는 개방전압 변화량 추정부; 직전 단계에서 추정된 배터리 개방전압에 상기 추정된 개방전압 변화량을 반영하여 현재 단계의 배터리 개방전압을 추정하는 개방전압 추정부; 및 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계 를 이용하여 상기 추정된 개방전압과 상기 측정된 온도에 대응하는 SOC를 추정하여 저장하는 SOC 추정부;를 포함한다.In the present invention, the second SOC estimator calculates an open voltage change amount from a stored pattern of battery voltages measured in the present and past by applying a mathematical model that defines a correlation between battery voltage behavior and an open voltage change amount, An open voltage change estimator for estimating an open voltage change amount at a current stage by reflecting a correction factor corresponding to temperature to the calculated open voltage change amount; An open-voltage estimator for estimating the open-circuit voltage of the current step by reflecting the estimated change in open-circuit voltage in the estimated open-circuit voltage; And an SOC estimator configured to estimate and store an SOC corresponding to the estimated open voltage and the measured temperature by using a correlation between the open voltage and the temperature and the SOC.

바람직하게, 상기 개방전압 추정부는 현재 및 과거의 배터리 전압에 대한 가중평균(측정 시점이 빠른 배터리 전압일 수록 큰 가중치를 부여함)과 직전 단계의 개방전압 차분을 상기 추정된 현재 단계의 개방전압에 가산하여 개방전압을 보정한다. Preferably, the open voltage estimating unit assigns a weighted average of the current and past battery voltages (weighted as the battery voltage is measured faster) and the difference between the open voltages of the previous stages to the estimated open voltages of the current stages. Add and correct the open voltage.

본 발명에서, 상기 과거의 배터리 전압은 직전 단계의 배터리 전압일 수 있다.In the present invention, the past battery voltage may be the battery voltage of the previous stage.

바람직하게, 상기 추정된 개방전압 변화량은 상기 계산된 개방전압 변화량에 상기 온도에 따른 보정 팩터를 곱셈 연산하여 산출한다. Preferably, the estimated open voltage change amount is calculated by multiplying the calculated open voltage change amount by a correction factor according to the temperature.

바람직하게, 상기 변화 패턴을 구성하는 배터리 전압은 적어도 현재 단계, 전 단계 및 전전단계에서 측정된 배터리 전압 Vn, Vn-1 및 Vn-2을 포함한다.Preferably, the battery voltage constituting the change pattern includes at least the battery voltages V n , V n-1 and V n-2 measured at the current stage, the previous stage and the previous stage.

본 발명에서, 상기 수학적 모델은 현재 단계와 과거 단계 사이의 배터리 전압 변화량과 배터리 전압 변화 패턴을 구성하는 각 전압에 의해 정의되는 패턴 함수의 수학적 연산에 의해 정의된다.In the present invention, the mathematical model is defined by the mathematical operation of the pattern function defined by the amount of battery voltage change between the current step and the past step and each voltage constituting the battery voltage change pattern.

또한, 상기 보정 팩터는 배터리 온도 T를 입력 변수로 하고 배터리 개방전압 변화량의 보정 팩터를 출력 변수로 하는 수학적 모델에 배터리의 온도를 대입하여 산출한다.In addition, the correction factor is calculated by substituting the temperature of the battery in a mathematical model using the battery temperature T as an input variable and the correction factor of the amount of change in the battery opening voltage as an output variable.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 전압 거동을 이용 한 배터리 용량 퇴화 추정 방법은, SOC 추정 시점마다 배터리와 결합된 전압 센싱부, 전류 센싱부 및 온도 센싱부로부터 배터리 전압, 전류 및 온도 데이터를 획득하여 저장하는 단계; SOC 추정 시점마다 상기 저장된 배터리 전류 데이터를 이용하여 전류 적산법에 의해 제1SOC를 추정하여 반복 저장하는 단계; SOC 추정 시점마다 상기 저장된 배터리 전압의 거동에 의해 개방전압을 추정하고, 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계를 이용하여 추정된 개방전압과 배터리 온도에 대응하는 제2SOC를 추정하여 반복 저장하는 단계; SOH 추정 요청 시점부터 누산 비율 계산 시간 동안 상기 제2SOC의 변화량 누적 값 대비 상기 제1SOC의 변화량 누적 값 비율(SOC 변화량 누산 비율)을 계산하여 저장하는 단계; 및 미리 설정된 기준 배터리 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율을 기준으로 상기 산출된 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 비교함으로써 배터리의 용량을 추정하고 배터리 출하 용량 대비 추정된 용량의 상대적 비율을 SOH로 추정하여 저장하는 단계;를 포함한다.Battery capacity deterioration estimation method using the battery voltage behavior according to the present invention for achieving the above technical problem, the battery voltage, current and temperature from the voltage sensing unit, the current sensing unit and the temperature sensing unit coupled to the battery at every SOC estimation time Acquiring and storing data; Estimating and repeatedly storing a first SOC by a current integration method using the stored battery current data at each SOC estimation time point; Estimating the open voltage by the stored battery voltage at every SOC estimation time point, and repeatedly storing and estimating a second SOC corresponding to the estimated open voltage and the battery temperature by using a correlation between the open voltage and the temperature and the SOC. ; Calculating and storing a change ratio of the accumulated amount of change of the first SOC (a cumulative amount of change of SOC) from the SOH estimation request point during the accumulation ratio calculation time; And estimating the capacity of the battery by relatively comparing the calculated SOC change accumulation rate based on the SOC change accumulation rate corresponding to the preset reference battery capacity, and storing the estimated ratio of the estimated capacity to the battery shipment capacity as SOH. It comprises; a.

본 발명에 따르면, 복잡한 계산을 거치지 않고도 배터리의 용량 퇴화를 추정할 수 있다. 또한 정확한 배터리 용량 퇴화의 추정으로 배터리 교체 시기 추정 등 다양한 응용이 가능하다. 나아가 용량 퇴화를 정확하게 추정하여 배터리의 용량 퇴화에 따라 배터리의 충방전 용량을 조절함으로써 과충전과 과방전을 방지하여 배터리의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.According to the present invention, capacity decay of a battery can be estimated without going through complicated calculations. In addition, accurate estimation of battery capacity deterioration enables various applications, such as estimating battery replacement time. Furthermore, by accurately estimating capacity deterioration and adjusting the charge / discharge capacity of the battery according to the capacity deterioration of the battery, it is possible to further improve the safety of the battery by preventing overcharge and overdischarge.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치의 구성을 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating battery capacity using battery voltage behavior according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치는, 배터리(100)와 부하(107) 사이에 연결되며, 전압 센싱부(101), 온도 센싱부(102), 전류 센싱부(103), 메모리부(104) 및 마이크로컨트롤러(105)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the battery capacity deterioration estimating apparatus using the battery voltage behavior according to the present invention is connected between the battery 100 and the load 107, and includes a voltage sensing unit 101, a temperature sensing unit 102, The current sensing unit 103, a memory unit 104, and a microcontroller 105 are included.

상기 전압 센싱부(101)는 SOC 추정 시점마다 마이크로컨트롤러(105)의 제어에 의해 배터리 전압을 측정하여 마이크로컨트롤러(105)로 출력한다.The voltage sensing unit 101 measures the battery voltage under the control of the microcontroller 105 at each SOC estimation time point and outputs the battery voltage to the microcontroller 105.

상기 온도 센싱부(102)는 SOC 추정 시점마다 마이크로컨트롤러(105)의 제어에 의해 배터리 온도를 측정하여 마이크로컨트롤러(105)로 출력한다.The temperature sensing unit 102 measures the battery temperature under the control of the microcontroller 105 at each SOC estimation time point and outputs the battery temperature to the microcontroller 105.

상기 전류 센싱부(103)는 SOC 추정 시점마다 마이크로컨트롤러(105)의 제어에 의해 전류 센싱 저항(108)을 통해 흐르는 배터리 전류를 측정하여 마이크로컨트 롤러(105)로 출력한다.The current sensing unit 103 measures the battery current flowing through the current sensing resistor 108 by the control of the microcontroller 105 at each SOC estimation time and outputs the measured battery current to the microcontroller 105.

상기 메모리부(104)는 배터리 용량 퇴화를 추정하기 위해 필요한 프로그램, 배터리 용량 퇴화 추정을 위해 사전에 필요한 각종 데이터, 상기 전압 센싱부(101), 온도 센싱부(102) 및 전류 센싱부(103)에 의해 측정된 배터리 전압, 온도 및 전류 데이터, 및 배터리 용량 퇴화 추정을 위한 각종 계산 과정에서 발생되는 계산 값을 저장한다.The memory unit 104 may include a program for estimating battery capacity deterioration, various data necessary for estimating battery capacity deterioration, the voltage sensing unit 101, a temperature sensing unit 102, and a current sensing unit 103. The battery voltage, temperature and current data measured by, and the calculated values generated in various calculation processes for estimating battery capacity deterioration are stored.

상기 마이크로컨트롤러(105)는 배터리(100)의 SOC 추정 시점마다 전압 센싱부(101), 온도 센싱부(102) 및 전류 센싱부(103)로부터 배터리 전압, 온도 및 전류 데이터를 입력 받아 상기 메모리부(104)에 저장하고, 배터리 용량 퇴화 추정 프로그램을 메모리부(104)로부터 리드하여 실행하고, 배터리의 SOH를 추정하여 메모리부(104)에 저장하고, 필요에 따라 추정된 SOH를 표시부(106)를 통해 외부로 출력한다. 상기 배터리 용량 퇴화 추정 프로그램의 구성 및 동작에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.The microcontroller 105 receives battery voltage, temperature, and current data from the voltage sensing unit 101, the temperature sensing unit 102, and the current sensing unit 103 at each SOC estimation time point of the battery 100. And store the battery capacity deterioration estimation program from the memory section 104, estimate the SOH of the battery in the memory section 104, and store the estimated SOH as necessary. Output to the outside through. The configuration and operation of the battery capacity deterioration estimation program will be described later in detail.

상기 배터리(100)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 재충전이 가능하고 충전상태를 고려해야 하는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.The type of the battery 100 is not particularly limited, and may be configured as a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, and the like, which can be recharged and require a state of charge.

상기 부하(107)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC, PMP, MP3플레이어 등과 같은 휴대용 전자기기, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 모터, DC to DC 컨버터 등으로 구성할 수 있다.The type of the load 107 is not particularly limited, and may be configured as a portable electronic device such as a video camera, a portable telephone, a portable PC, a PMP, or an MP3 player, a motor of an electric vehicle or a hybrid vehicle, a DC to DC converter, or the like. .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 용량 퇴화 추정 프로그램의 구성을 도시한 블록 구성도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a battery capacity deterioration estimation program according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 용량 퇴화 추정 프로그램(200)은 마이크로컨트롤러(105)에 의해 실행되는 것으로서, 데이터 저장부(201), 제1SOC 추정부(202), 제2SOC 추정부(203), SOC 변화량 누산 비율 산출부(204) 및 SOH 추정부(205)를 포함한다.2, the battery capacity deterioration estimation program 200 according to the present invention is executed by the microcontroller 105, the data storage unit 201, the first SOC estimator 202, the second SOC estimator ( 203, an SOC change amount accumulation ratio calculation unit 204, and an SOH estimating unit 205.

상기 데이터 저장부(201)는 도 1에 도시된 전압 센싱부(101), 온도 센싱부(102) 및 전류 센싱부(103)로부터 SOC 추정 시점마다 배터리 전압, 온도 및 전류 데이터를 입력 받아 메모리부(104)에 저장한다. 상기 SOC 추정 시점은 주기적으로 발생될 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.The data storage unit 201 receives battery voltage, temperature, and current data at each SOC estimation time point from the voltage sensing unit 101, the temperature sensing unit 102, and the current sensing unit 103 shown in FIG. 1. Save to 104. The SOC estimation time point may occur periodically, but the present invention is not limited thereto.

상기 제1SOC 추정부(202)는 SOC 추정 시점마다 메모리부(104)에 누적 저장된 배터리 전류 데이터를 이용하여 전류 적산법에 의해 SOCⅠ n을 추정하여 메모리부(104)에 저장한다. 여기서, n은 SOH 추정 시점이 n번째임을 나타내며, 이하 동일하다. The first SOC estimator 202 estimates SOC I n by the current integration method and stores the SOC I n in the memory unit 104 by using the battery current data accumulated in the memory 104 at each SOC estimation time point. Here, n indicates that the SOH estimation time point is n-th and is the same below.

참고로, 상기 전류 적산법은 배터리 초기 용량을 기준으로 배터리의 충방전 전류를 누산하여 현재 남아 있는 배터리의 용량을 구하고, 상기 초기 용량을 기준으로 현재 용량의 상대적 비율을 계산하여 SOC를 추정한다. 전류 적산법은 본 발명이 속한 기술분야에서 널리 알려진 방법이므로 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.For reference, the current integration method accumulates the charge / discharge current of the battery on the basis of the initial capacity of the battery to obtain the remaining capacity of the battery, and calculates a relative ratio of the current capacity based on the initial capacity to estimate the SOC. Since the current integrating method is well known in the art to which the present invention pertains, a detailed description thereof will be omitted.

상기 제2SOC 추정부(202)는 SOC 추정 시점마다 메모리부(104)에 저장된 배터 리 전압 거동을 이용하여 개방전압을 계산하고 계산된 개방전압에 대응하는 SOCⅡ n를 추정하여 메모리부(104)에 저장한다.The second SOC estimator 202 calculates the open voltage using the battery voltage behavior stored in the memory 104 at each SOC estimation time point, and estimates the SOC II n corresponding to the calculated open voltage. Store in

보다 구체적으로, 상기 제2SOC 추정부(203)는 배터리 전압 거동을 이용하여 배터리의 개방전압 변화량 △OCVn을 계산하고, 온도에 따른 보정 팩터를 적용하여 상기 계산된 배터리 개방전압 변화량을 보정하고, 보정된 배터리 개방전압 변화량을 이전에 산출한 개방전압 OCVn-1에 반영하여 현 단계의 배터리 개방전압 OCVn을 산출하고, 미리 정의된 배터리 개방전압 및 온도와 SOC 간의 상관 관계(룩업 테이블 또는 함수)를 이용하여 상기 산출된 배터리 개방전압과 측정된 배터리 온도에 대응하는 SOCⅡ n를 상기 상관 관계를 이용하여 추정한다. 그리고 상기 제2SOC 추정부(203)는 상기 추정된 SOCⅡ n를 메모리부(104)에 저장한다.More specifically, the second SOC estimator 203 calculates the open voltage change amount ΔOCV n of the battery using the battery voltage behavior, corrects the calculated open battery voltage change amount by applying a correction factor according to temperature, reflected in the open circuit voltage OCV n-1 output the corrected battery open-circuit voltage variation on a previously calculated battery open-circuit voltage OCV n of the current stage, and the correlation between the OCV and the temperature and SOC of predefined battery (look-up table or function ) To estimate the SOC II n corresponding to the calculated battery open voltage and the measured battery temperature using the correlation. The second SOC estimator 203 stores the estimated SOC II n in the memory 104.

상기 SOC 변화량 누산 비율 산출부(204)는 SOH 추정 요청 시부터 소정 시간 동안 상기 제1SOC 추정부(202)가 추정하여 저장하는 SOCⅠ n의 변화량과 상기 제2SOC 추정부(203)가 추정하여 저장하는 SOCⅡ n의 변화량을 누산한다. 상기 SOH 추정 요청은 외부로부터 마이크로컨트롤러(105)측에 입력될 수도 있고, 프로그램 알고리즘에 따라 주기적으로 또는 필요에 따라 한시적으로 발생될 수 있다.The SOC change accumulation rate calculation unit 204 estimates and stores the SOC I n change amount and the second SOC estimator 203 estimated and stored by the first SOC estimator 202 for a predetermined time from the SOH estimation request. The amount of change in SOC II n is accumulated. The SOH estimation request may be input to the microcontroller 105 from the outside, and may be generated periodically or temporarily according to a program algorithm.

상기 SOC 변화량 누산 비율 산출부(204)가 SOCⅠ n의 변화량과 SOCⅡ n의 변화량을 누산하는 시간은 누산 비율 계산 시간이라고 칭한다. 본 발명에 따라 추정된 배터리 용량은 누산하는 SOC 변화량의 수가 증가할수록 정확도가 증가한다. 따라서 상기 누산 비율 계산 시간은 요구되는 배터리 용량 추정의 정확도(예컨대, 5 % 오차범위 내의 정확도)를 얻기 위해 필요한 SOC 변화량 데이터의 수를 시행 착오법에 의해 계산한 후 SOC 추정 주기를 고려하여 산정한다. 예를 들어 필요한 SOC 변화량 데이터의 수가 100개이고 SOC 추정 주기가 0.5초이면, 상기 누산 비율 계산 시간은 50초가 된다.The time at which the SOC change amount accumulation rate calculation unit 204 accumulates the change amount of SOC I n and the change amount of SOC II n is called an accumulation rate calculation time. The battery capacity estimated according to the present invention increases in accuracy as the number of accumulated SOC changes increases. Therefore, the accumulation rate calculation time is calculated by trial and error method after calculating the number of SOC change data required to obtain the required battery capacity estimation accuracy (for example, accuracy within 5% error range), and then calculate the SOC estimation period. . For example, if the number of required SOC change amount data is 100 and the SOC estimation period is 0.5 seconds, the accumulation rate calculation time is 50 seconds.

상기 SOC 변화량 누산 비율 산출부(204)가 SOCⅠ n의 변화량과 SOCⅡ n의 변화량을 누적하는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, SOH 추정 요청 시점부터 누산 비율 계산 시간 동안 제1SOC 추정부(202) 및 제2SOC 추정부(203)가 n번째부터 n+a번째 SOC까지 추정하여 메모리부(104)에 저장한다고 가정하자. 이런 경우, 상기 SOC 변화량 누산 비율 산출부(204)는 SOCⅠ n ~ SOCⅠ n+a까지의 범위에서 전류 적산법에 의해 추정된 SOC 변화량을 누산하고, SOCⅡ n ~ SOCⅡ n+a까지의 범위에서 배터리 전압 거동에 의해 추정된 SOC 변화량을 누산한다.The process of accumulating the amount of change in SOC I n and the amount of change in SOC II n by the SOC change amount accumulation rate calculation unit 204 will now be described in detail. First, it is assumed that the first SOC estimator 202 and the second SOC estimator 203 estimate the nth to n + ath SOCs from the SOH estimation request time and accumulate the memory unit 104 during the accumulation ratio calculation time. In this case, the SOC change amount accumulation ratio calculation unit 204 accumulates the SOC change amount estimated by the current integrating method in the range of SOC I n to SOC I n + a, and up to SOC II n to SOC II n + a . Accumulate the amount of SOC variation estimated by battery voltage behavior over the range.

한편, 다음 수학식 1에 의한 SOC 변화량 비는 SOC 추정 회수가 증가하여 n 값이 증가함에 따라 특정한 값으로 수렴하는 특성이 있다. Meanwhile, the SOC change ratio according to Equation 1 has a characteristic of convergence to a specific value as the number of SOC estimates increases and the value of n increases.

[수학식 1][Equation 1]

Ratio_soc n = |△SOCⅠ n|/|△SOCⅡ n|Ratio_ soc n = | △ SOC I n | / | △ SOC II n |

도 6은 배터리 사용 초기 단계에서 동일한 충방전 조건에서 추정한 SOCI n 및 SOCⅡ n의 변화 프로파일을 보여준다. 도면을 참조하면, 배터리 사용 초기 단계에서는 전류 적산법에 의해 추정한 SOC와 배터리 전압 거동을 이용하여 추정한 SOC 간의 편차가 크지 않다는 것을 알 수 있다.Figure 6 shows the change profile of SOC I n and SOC II n estimated at the same charge and discharge conditions at the initial stage of battery use. Referring to the drawings, it can be seen that the deviation between the SOC estimated by the current integration method and the SOC estimated using the battery voltage behavior is not large in the initial stage of battery use.

도 7은 배터리 사용 시간이 어느 정도 경과된 이후, 즉 배터리 용량 퇴화가 어느 정도 이루어진 이후에 SOCI n 및 SOCⅡ n의 변화 프로파일을 보여준다. 도면을 참조하면, 배터리 용량 퇴화가 어느 정도 진행된 이후에는 전류 적산법에 의해 추정한 SOC와 배터리 전압 거동을 이용하여 추정한 SOC 간의 편차가 증가되는 것을 알 수 있다.FIG. 7 shows the change profiles of SOC I n and SOC II n after some time of battery use, that is, after some amount of battery capacity deterioration. Referring to the figure, it can be seen that after the deterioration of the battery capacity is somewhat progressed, the deviation between the SOC estimated by the current integration method and the SOC estimated by using the battery voltage behavior increases.

도 6 및 도 7을 통해 배터리의 충방전이 동일한 패턴으로 이루어질 경우 전류 적산법에 의해 추정된 SOC 프로파일은 배터리의 용량 퇴화에 의존하지 않고 변화가 거의 없다. 이는 곧 배터리의 충방전 패턴을 동일하게 유지하면 배터리의 용량 퇴화에 상관 없이 전류 적산법에 의해 추정된 SOC는 동일한 변화 양상을 보이는 것을 의미한다.6 and 7, the SOC profile estimated by the current integrating method does not depend on the capacity deterioration of the battery and little change when the charge and discharge of the battery are made in the same pattern. This means that if the charge / discharge pattern of the battery remains the same, the SOC estimated by the current integration method shows the same change regardless of the capacity degradation of the battery.

반면, 배터리의 전압 거동을 이용하여 추정된 SOC는 배터리의 용량 퇴화 정도에 비례하여 SOC 프로파일의 변화 정도가 크다. 즉 배터리의 용량이 퇴화될수록 충전전류가 적게 흘러도 배터리 전압이 급격하게 상승하고 방전전류가 적게 흘러도 배터리 전압이 급격하게 감소한다. 따라서 배터리 전압 거동에 의해 추정되는 SOC는 배터리의 용량 퇴화에 따라 큰 변화 양상을 보인다. 이로부터 배터리 용량이 퇴화되면 배터리의 충방전이 동일한 패턴으로 이루어지더라도 개방 전압 거동으로부터 추정된 SOC의 변화량은 배터리 용량의 퇴화 정도에 대하여 어떠한 의존성을 가지고 증가한다는 것을 알 수 있다.On the other hand, the SOC estimated using the voltage behavior of the battery has a large degree of change in the SOC profile in proportion to the degree of capacity degradation of the battery. That is, as the capacity of the battery degenerates, the battery voltage rapidly increases even when the charging current flows less, and the battery voltage decreases rapidly even when the discharge current flows less. Therefore, SOC estimated by battery voltage behavior shows a big change as the capacity of battery deteriorates. From this, it can be seen that when the battery capacity is deteriorated, even if the charge and discharge of the battery is made in the same pattern, the amount of SOC variation estimated from the open voltage behavior increases with some dependence on the degree of degradation of the battery capacity.

도 8은 충방전 실험을 수행하면서 주기적으로 SOC 변화율 Ratio_soc n 을 측정하여 시간의 경과에 따른 변화 패턴을 표시한 그래프이다. Figure 8 is a graph showing the change pattern with the lapse of time by periodically measuring the SOC variation ratio Ratio_ soc n while performing the charge and discharge experiment.

도 8을 참조하면, SOC 변화율은 시간이 흐르면서 일정한 값으로 수렴한다는 것을 알 수 있다. 따라서 SOC 변화율의 수렴치는 배터리의 용량 퇴화를 정량적으로 나타낼 수 있는 하나의 파라미터가 될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the SOC change rate converges to a constant value over time. Therefore, it can be seen that the convergence value of the SOC change rate can be one parameter that can quantitatively indicate the capacity deterioration of the battery.

그런데 SOC 변화율의 수렴치는 장시간에 걸친 충방전 실험을 직접 해야만 얻을 수 있다. 하지만 배터리의 실제 사용 환경에서는 특정 시점에서 SOC 변화율을 얻었을 때 그 SOC 변화율이 장차 어떠한 값으로 수렴할 것인지 직접 구하기는 상당히 어렵다. 이에 본 발명은 SOC 변화율의 수렴치 대신 SOC 변화량 누산 비율이라는 새로운 파라미터를 도입하여 SOC 변화량 누산 비율에 의해 배터리의 용량 퇴화를 정량화하여 표시하고자 한다. 참고로, 상기 SOC 변화량 누산 비율은 누산되는 SOC 변화량의 수가 증가할수록 일정한 값에 근접해 가는 특성이 있다.However, the convergence value of the SOC change rate can be obtained only by conducting a long time charge and discharge experiment. However, in the actual use environment of the battery, when the SOC change rate is obtained at a specific point in time, it is difficult to directly determine which value the SOC change rate will converge in the future. Accordingly, the present invention intends to quantify and display the capacity degradation of the battery by the SOC change accumulation rate by introducing a new parameter called SOC change accumulation rate instead of the convergence value of the SOC change rate. For reference, the SOC change accumulation rate has a characteristic of approaching a constant value as the number of accumulated SOC changes increases.

구체적으로, 상기 SOC 변화량 누산 비율 산출부(204)는 다음 수학식 2를 이용하여 SOC 변화량 누산 비율을 계산하고 그 결과 값을 메모리부(104)에 저장한다.In detail, the SOC change amount accumulation rate calculation unit 204 calculates the SOC change amount accumulation rate using Equation 2 below, and stores the result in the memory unit 104.

[수학식2] [Equation 2]

SOC 변화량 누산 비율 =

Figure 112008057153913-pat00001
SOC change accumulation rate =
Figure 112008057153913-pat00001

상기 수학식에서, △SOCⅠ k=SOCⅠ k+1 - SOCⅠ k 이고, In the above formula, DELTA SOC I k = SOC I k + 1 -SOC I k ,

△SOCⅡ k=SOCⅡ k+1 - SOCⅡ k 이다.ΔSOC II k = SOC II k + 1 -SOC II k .

상기 SOC 변화량 누산 비율은 배터리의 용량 퇴화에 따라 일정한 경향성을 가지고 변화된다. 즉 배터리의 용량 퇴화가 심화되면 될수록 SOC 변화량 누산 비율은 감소하는 경향을 가진다. 배터리의 용량 퇴화가 심화되면 전류 적산법에 의해 계산한 SOC의 변화량보다 배터리 전압 거동에 의해 계산한 SOC의 변화량이 더 크기 때문이다. 대신 배터리 용량의 변화가 없으면 SOC 변화량 누산 비율은 측정을 시작하는 시점에 의존하지 않고 의미 있는 변화를 하지 않는다. 따라서 출하 시의 초기 용량을 가지는 배터리에 대한 SOC 변화량 누산 비율을 충방전 시험을 통하여 구한 후 메모리부(104)에 미리 저장하고, 상기 초기 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율과 SOH 요청 시점에서 계산되는 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 비교하면 SOH 요청 시점에서 배터리의 용량을 추정할 수 있다. The SOC change accumulation rate is changed with a constant tendency as the capacity of the battery deteriorates. In other words, as the capacity deterioration of the battery becomes deeper, the accumulation rate of SOC variation tends to decrease. This is because when the capacity deterioration of the battery becomes deeper, the amount of change in the SOC calculated by the battery voltage behavior is larger than the amount of change in the SOC calculated by the current integration method. Instead, if there is no change in battery capacity, the SOC change accumulation rate does not depend on when the measurement is started and does not make a meaningful change. Therefore, after accumulating the SOC change amount accumulation rate for the battery having the initial capacity at the time of shipment through charge / discharge test, it is stored in advance in the memory unit 104, and is calculated at the SOC change amount accumulation rate corresponding to the initial capacity and the SOH request time. By comparing the accumulation rate of SOC variation relatively, it is possible to estimate the battery capacity at the time of SOH request.

구체적으로, 상기 SOH 추정부(205)는 메모리부(104)로부터 계산된 SOC 변화량 누적비율을 리드한 후 배터리 출하 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율을 기준으로 상기 리드된 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 대비한 값을 배터리 출하 용량에 반영하여 SOH 추정 시점의 배터리 용량 Capacityn을 추정한다. 여기서, 상기 배터리 출하 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율은 실험을 통하여 미리 구하여 메모리부(104)에 수록해 두고 참조한다.Specifically, the SOH estimator 205 reads the accumulated SOC change amount calculated from the memory unit 104 and then relatively accumulates the leaded SOC change amount accumulation rate based on the SOC change amount accumulation rate corresponding to the battery shipment capacity. The battery capacity Capacity n at the time of SOH estimation is estimated by reflecting the prepared value in the battery shipment capacity. Here, the accumulation rate of SOC variation corresponding to the battery shipment capacity is obtained in advance through experiments and stored in the memory unit 104 for reference.

대안적인 예에서, 상기 SOH 추정부(205)는 SOC 변화량 누산 비율 별로 배터리 용량을 정의한 룩업 테이블을 참조하여 상기 리드된 SOC 변화량 누산 비율에 대응하는 배터리 용량 Capacityn을 산출할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 다양한 범위의 용량을 가진 충분한 수의 배터리에 대해 충방전 시험을 실시하면서 동일한 SOH 추정 시점에서 SOC 변화량 누산 비율을 구함으로써 만들 수 있다. In an alternative example, the SOH estimator 205 may calculate a battery capacity Capacity n corresponding to the read SOC change accumulation rate by referring to a lookup table that defines battery capacity for each SOC change accumulation rate. The look-up table may be made by obtaining a rate of accumulation of SOC variation at the same SOH estimation point while performing charge / discharge tests on a sufficient number of batteries having various ranges of capacities.

또 다른 대안으로, 상기 SOH 추정부(205)는 SOC 변화량 누산 비율을 입력 파라미터로 하고 배터리 용량을 출력 파라미터로 하는 함수에 상기 리드된 SOC 변화량 누산 비율을 대입하여 배터리 용량을 추정할 수 있다. 상기 함수는 충방전 실험을 통하여 얻은 배터리 용량 별 SOC 변화량 누산 비율을 수치 해석하여 구할 수 있다.In another alternative, the SOH estimator 205 may estimate the battery capacity by substituting the accumulated SOC change amount accumulation rate into a function that uses the SOC change amount accumulation rate as an input parameter and the battery capacity as an output parameter. The function can be obtained by numerical analysis of the SOC change accumulation rate for each battery capacity obtained through charge and discharge experiments.

상기 SOH 추정부(205)는 SOC 변화량 누산 비율에 대응하는 배터리 용량 Capacityn을 산출한 후 하기 수학식 3 또는 4에 의해 배터리 출하 용량 Capacityinitial을 기준으로 상기 산출된 배터리 용량 Capacityn의 상대적 비율을 계산하고, 계산된 결과를 배터리의 용량 퇴화를 나타내는 파라미터인 SOHn로 추정하여 출력한다. The SOH estimator 205 calculates the battery capacity Capacity n corresponding to the SOC change accumulation rate, and then calculates the relative ratio of the calculated battery capacity Capacity n based on the battery shipment capacity Capacity initial by Equation 3 or 4 below. The calculated result is estimated and output as SOH n which is a parameter representing capacity degradation of the battery.

[수학식 3][Equation 3]

SOHn = (Capacityn÷Capacityinitial)×100SOH n = (Capacity n ÷ Capacity initial ) × 100

[수학식 4][Equation 4]

SOHn = [(Capacityn-Capacitylimit)÷(Capacityinitial- Capacitylimit)]×100SOH n = [(Capacity n -Capacity limit ) ÷ (Capacity initial -Capacity limit )] × 100

상기 수학식 3 및 4에서,In Equations 3 and 4,

SOHn : 현재 추정된 배터리의 용량 퇴화이고,SOH n : deterioration of the estimated battery capacity,

Capacityn : 현재 추정된 배터리 용량이고,Capacity n : current estimated battery capacity,

Capacityinitial: 배터리의 사용 초기 용량이고,Capacity initial : The initial capacity of the battery

Capacitylimit: 배터리가 사용될 수 있는 허용 가능 최저 용량이다.Capacity limit : The minimum allowable capacity that a battery can be used.

상기 SOHn은 배터리 출하 용량을 기준으로 현재의 배터리 용량을 상대적인 비율로 나타내 주므로 배터리의 수명이 어느 정도 남아 있는지를 판단할 수 있는 파라미터가 된다. 또한 상기 SOHn는 배터리의 충방전 용량을 조절하는데 활용 가능하다. 예를 들어, 상기 SOHn이 감소하면 이와 연동하여 배터리의 충전 용량과 방전 용량을 감소시킬 수 있다. 이런 경우, 배터리의 용량에 맞게 충전과 방전을 수행함으로써 배터리가 과충전되거나 과방전되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.The SOH n represents a current ratio of a battery based on a battery shipment capacity as a relative ratio, and thus, SOH n is a parameter for determining how long the battery life remains. In addition, the SOH n can be utilized to adjust the charge and discharge capacity of the battery. For example, when the SOH n decreases, the charge capacity and the discharge capacity of the battery may be reduced in association with this. In this case, it is possible to effectively prevent the battery from being overcharged or overdischarged by performing charging and discharging according to the capacity of the battery.

상기 SOH 추정부(205)는 추정된 SOHn을 표시부(106)에 출력할 수 있다. 이런 경우, 상기 표시부(106)는 인터페이스를 통해 마이크로컨트롤러(105)와 결합된다. 그리고 상기 SOH 추정부(205)는 인터페이스를 통해 표시부(106)로 SOHn를 출력한다. 그러면 표시부(106)는 사용자가 인식 가능한 형태로 SOHn을 시각적으로 표출한다. 상기 SOHn은 문자로 직접 표시될 수도 있고, 그래프 형태로 표시될 수도 있다. The SOH estimator 205 may output the estimated SOH n to the display unit 106. In this case, the display 106 is coupled with the microcontroller 105 via an interface. The SOH estimator 205 outputs SOH n to the display unit 106 through an interface. The display unit 106 then visually expresses the SOH n in a form that the user can recognize. The SOH n may be directly displayed in letters or may be displayed in graph form.

도 3은 본 발명에서 배터리 전압 거동을 이용하여 SOC를 추정하는 제2SOC 추정부의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블록 구성도이다. 3 is a block diagram illustrating in more detail the configuration of a second SOC estimator that estimates an SOC using battery voltage behavior.

도 3을 참조하면, 상기 제2SOC 추정부(203)는, 개방전압 변화량 계산부(2031), 개방전압 계산부(2032) 및 SOC 추정부(2034)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the second SOC estimator 203 includes an open voltage change calculator 2031, an open voltage calculator 2032, and an SOC estimator 2034.

상기 개방전압 변화량 계산부(2031)는 현재의 배터리 개방전압을 계산하기 위해 배터리 전압 거동을 이용하여 이전 단계의 개방전압을 기준으로 개방전압 변화량을 계산한다. 즉 상기 개방전압 변화량 계산부(2031)는 이전 단계의 개방전압 을 기준으로 현재 단계의 배터리 개방전압이 어느 정도 변화되었을 것인지를 계산한다. The open voltage change calculator 2031 calculates the open voltage change amount based on the open voltage of the previous step by using the battery voltage behavior to calculate the current battery open voltage. That is, the open voltage change calculator 2031 calculates how much the battery open voltage of the current step has changed based on the open voltage of the previous step.

구체적으로, 상기 개방전압 변화량 계산부(2031)는 상기 메모리부(104)로부터 현재 SOC 추정 시점에서 측정된 배터리 전압 Vn, 이전 SOC 추정 시점에서 측정된 배터리 전압 Vn-1 그리고 현재 SOC 추정 시점에서 측정된 배터리 온도 Tn을 메모리부(104)로부터 리드한다. 그런 다음, 하기 수학식 5에 의해 개방전압 변화량 △OCVn 을 추정한다.Specifically, the open voltage variation calculator 2031 may determine the battery voltage V n measured at the present SOC estimation time from the memory unit 104, the battery voltage V n-1 measured at the previous SOC estimation time, and the current SOC estimation time. The battery temperature T n measured at is read from the memory unit 104. Then, the open voltage change amount? OCV n is estimated by the following equation (5).

[수학식 5][Equation 5]

△OCVn = OCVn - OCVn -1 = G(V)×F(T)ΔOCV n = OCV n OCV n -1 = G (V) x F (T)

상기 수학식에서, G(V)는 배터리 전압 변화량 'Vn-Vn-1'을 개방전압 변화량 △OCVn 로 맵핑하는 개방전압 변화량 연산 함수이고, F(T)는 온도에 따른 개방전압 변동 효과를 반영하여 배터리 온도에 따라 개방전압 변화량 △OCVn 을 보정하는 개방전압 보정 함수이다.In the above equation, G (V) is an open voltage change calculation function that maps the battery voltage change 'V n -V n-1 ' to the open voltage change ΔOCV n , and F (T) is an open voltage change effect according to temperature. Is an open-voltage correction function that corrects the open-circuit change ΔOCV n according to the battery temperature.

상기 G(V)는 배터리 전압의 변화량을 개방전압 변화량으로 그대로 환산하지 않고 IR 드롭 현상에 의한 배터리 전압의 오차(측정 전압과 실제 전압의 차이)를 보정하여 환산하는 함수이다. 즉 G(V)는 배터리 전압 변화량이 이전 보다 커지는 경향이 있으면 배터리 전압의 변화량을 감쇄시켜 배터리 개방전압 변화량으로 출력하고, 배터리 전압 변화량이 이전과 동일하게 유지되는 경향이 있으면 배터리 전압의 변화량을 그대로 배터리 개방전압 변화량으로 출력하고, 배터리 전압의 변화량이 이전보다 감소하는 경향이 있으면 배터리 전압 변화량을 조금 증폭시켜 배터리 개방전압 변화량으로 출력한다.The G (V) is a function of correcting and converting an error (difference between the measured voltage and the actual voltage) of the battery voltage due to the IR drop phenomenon without converting the change amount of the battery voltage into the open voltage change amount. That is, G (V) attenuates the amount of change in battery voltage when the amount of change in battery voltage tends to be larger than before, and outputs it as the amount of change in battery open voltage.If the amount of change in battery voltage tends to remain the same as before, the change in battery voltage is kept as it is. If the amount of change in battery voltage tends to decrease than before, the amount of change in battery voltage is amplified and output as the amount of change in battery open voltage.

G(V)는 특정한 온도 조건에서 배터리 전압 거동과 이에 대응되는 개방전압 변화량 사이의 상관관계를 수학적으로 모델링하여 얻을 수 있다. 일 실시예로, 상기 수학적 모델링 함수는 배터리 전압과 배터리 개방전압이 측정 가능한 실험실 조건에서 배터리 전압 Vn, Vn-1 및 Vn-2의 변화 패턴과 이에 대응하는 개방전압 변화량 △OCVn 사이에 존재하는 상관 관계를 분석하여 산출할 수 있다. 물론, 배터리 전압의 변화 패턴을 구성하는 배터리 전압의 수는 4개 이상으로 확장 가능하다. G (V) may be obtained by mathematically modeling a correlation between battery voltage behavior and a corresponding amount of change in open voltage under a specific temperature condition. In one embodiment, the mathematical modeling function is a battery voltage V n , V n-1 under laboratory conditions in which the battery voltage and the battery opening voltage can be measured. And a correlation present between the change pattern of V n-2 and the corresponding change in open voltage change amount ΔOCV n . Of course, the number of battery voltages constituting the change pattern of the battery voltage can be extended to four or more.

상기 G(V)는 다음 수학식 6과 같이 일반화하여 정의할 수 있다.The G (V) can be defined by generalizing as shown in Equation 6.

[수학식 6] [Equation 6]

G(V) = (Vn-Vn -1)×g(Vn, Vn -1, Vn -2, …)G (V) = (V n -V n -1 ) × g (V n , V n -1 , V n -2 ,…)

여기서, g(Vn, Vn-1, Vn-2 , …)는 배터리 전압 거동을 정의하는 패턴 함수이다. 상기 '…' 기호는 현재 시점에서 측정된 배터리 전압을 포함하여 3개 이상의 배터리 전압에 의해 패턴 함수가 정의될 수 있다는 것을 의미한다. 상기 패턴 함수는 실험적으로 얻은 다수의 배터리 전압 변화량과 배터리 개방전압 변화량 사이의 상관 관계를 분석하여 정의한다. 일 예로, 함수 g는 현재 단계의 전압 변화량을 기준으로 전 단계의 전압 변화량의 상대적 비율로 정의할 수 있다. 물론, 본 발명은 패턴 함수의 구체적인 수식에 의해 한정되지 않음은 물론이다.Where g (V n , V n-1 , V n-2 , ...) Is a pattern function that defines battery voltage behavior. remind '… Symbol means that the pattern function can be defined by three or more battery voltages, including the battery voltage measured at the present time. The pattern function is defined by analyzing a correlation between a plurality of battery voltage variations and a battery opening voltage variation obtained experimentally. For example, the function g may be defined as a relative ratio of the voltage change amount of the previous step based on the voltage change amount of the current step. Of course, the present invention is not limited by the specific formula of the pattern function.

한편 배터리 내부저항은 온도에 따라 변화한다. 배터리의 내부저항이 변하면 충전 또는 방전조건이 동일하여도 배터리 전압 거동과 배터리 개방전압 변화량이 달라지게 된다. 이러한 점을 감안하여, 상기 F(T)는 G(V)에 의해 계산된 개방전압 변화량을 온도 조건에 따라 보정한다. 다시 말해, F(T)는 배터리의 온도가 G(V)의 산출 조건으로 설정한 온도와 차이가 있는 경우 G(V)에 의해 계산된 개방전압 변화량을 보정하는 함수이다. 상기 F(T)는 온도를 일정한 간격으로 변화시키면서 배터리 전압의 거동 변화와 배터리 개방전압 변화량의 상관 관계를 분석하여 산출할 수 있다. 즉 F(T)는 일정한 간격, 예컨대 1℃ 간격으로 설정한 각각의 측정 온도에서 배터리 전압의 거동 변화가 동일하게 되도록 실험 조건을 설정한 상태에서 표준 온도를 기준으로 배터리의 개방전압 변화량 △OCVn의 변화폭을 정량적으로 측정하고 온도 T와 △OCVn의 변화폭을 각각 입력 변수와 출력 변수로 하는 수학적 모델링을 통해 구할 수 있다. 이렇게 얻어진 F(T)는 배터리의 온도 T를 입력 변수로 하여 배터리 개방전압 변화량의 보정 팩터를 출력하는 함수가 된다. 계산의 단순화를 위해 각 T 값에 따른 보정 팩터는 룩업 테이블로 구성하여 메모리부(104)에 수록하고 배터리 개방전압 변화량을 계산할 때 상기 룩업 테이블에 수록된 온도 별 보정 팩터를 참조할 수 있다.Battery internal resistance, on the other hand, changes with temperature. If the internal resistance of the battery changes, the battery voltage behavior and the amount of change in the battery open-circuit voltage change even under the same charging or discharging conditions. In view of this point, F (T) corrects the amount of change in the open voltage calculated by G (V) according to the temperature condition. In other words, F (T) is a function of correcting the amount of change in open voltage calculated by G (V) when the temperature of the battery is different from the temperature set as the calculation condition of G (V). The F (T) may be calculated by analyzing a correlation between a change in battery voltage behavior and a change in battery open voltage while changing temperature at regular intervals. That is, F (T) is the amount of change in the open-circuit voltage of the battery ΔOCV n based on the standard temperature while the experimental conditions are set so that the change in battery voltage behavior is the same at each measurement temperature set at a constant interval, for example, at 1 ° C interval. It can be found through the mathematical modeling, which measures the change of quantitatively and the change of temperature T and ΔOCV n as the input and output variables, respectively. F (T) thus obtained becomes a function of outputting a correction factor of the change amount of the battery open-circuit voltage using the temperature T of the battery as an input variable. In order to simplify the calculation, the correction factor according to each T value may be configured as a lookup table and included in the memory unit 104, and the correction factor for each temperature included in the lookup table may be referred to when calculating the amount of change in the battery open voltage.

상기 개방전압 계산부(2032)는 상기 메모리부(104)로부터 이전의 SOC 추정 시점에서 계산한 개방전압 OCVn-1을 리드한 후, OCVn-1에 상기 개방전압 변화량 추정부(2031)에서 계산한 개방전압 변화량 △OCVn 을 가산하여 현재 SOC 추정 시점의 개방전압 OCVn을 계산한다.The open voltage calculator 2032 reads the open voltage OCV n-1 calculated at the previous SOC estimation time point from the memory unit 104, and then, in the open voltage change estimation unit 2031, OCV n-1 . calculated adding the OCV variation △ OCV n to calculate the open-circuit voltage OCV n in the current SOC estimation time.

바람직하게, 상기 개방전압 계산부(2032)는 배터리 전압 Vn과 이전 단계에서 측정된 배터리 전압 사이의 가중평균 Vn (meanvalue)을 하기 수학식 7을 통해서 산출한다. Preferably, the open voltage calculator 2032 calculates a weighted average V n (meanvalue) between the battery voltage V n and the battery voltage measured in the previous step through Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Vn (meanvalue) = (A1*V1+A2*V2+…+An-1*Vn-1 + An*Vn)/Atotal V n (meanvalue) = (A 1 * V 1 + A 2 * V 2 +… + A n-1 * V n-1 + A n * V n ) / A total

Atotal = A1 + A2 + A3 + … + An A total = A 1 + A 2 + A 3 +... + A n

상기 수학식에서, Ak는 k 값이 증가할수록 감소한다. 예를 들어 n=100인 경우, Ak값은 100으로부터 시작하여 1씩 감소하는 값을 가질 수 있다. 대안적인 예에서, 상기 수학식 7에서 A1*V1+A2*V2+…+Ak-2*Vk-2(3 ≤ k ≤ n)는 생략하여도 무방하 다. 이런 경우도 Ak 값의 경향성은 상기한 바와 동일하게 유지된다. 예를 들어 k = n인 경우 A1*V1+A2*V2+…+An-2*Vn-2은 0으로 간주하고 An보다 An-1에 상대적으로 큰 값을 부여할 수 있다. 예를 들어 An-1과 An에 각각 90 및 10의 값을 부여할 수 있다. In the above equation, A k decreases as the value of k increases. For example, when n = 100, the A k value may have a value starting from 100 and decreasing by one. In an alternative example, A 1 * V 1 + A 2 * V 2 +. + A k-2 * V k-2 (3 ≤ k ≤ n) It may be omitted. Even in this case, the tendency of the A k value remains the same as described above. For example, for k = n, A 1 * V 1 + A 2 * V 2 +. + A n-2 * V n -2 may be considered to 0 and give a relatively large value to A n-1 than A n. For example, values of 90 and 10 can be assigned to A n-1 and A n , respectively.

상기 개방전압 계산부(2032)는 상기 산출된 가중평균 Vn (meanvalue)과 이전 SOC추정 시점에서 구한 개방전압 OCVn-1의 차분을 상기 계산된 개방전압 OCVn에 가산하여 추가적인 보정을 수행하여 개방전압 값을 다시 한번 보정할 수 있다. 가중평균을 산출하여 개방전압에 추가적인 보정을 행하면, 배터리(100)로부터 출력되는 전압이 급격하게 변화되더라도 개방전압의 계산 오차를 줄일 수 있다.The open voltage calculator 2032 adds the difference between the calculated weighted average V n (meanvalue) and the open voltage OCV n-1 obtained at the previous SOC estimation point to the calculated open voltage OCV n to perform additional correction. The open voltage value can be corrected once again. If the weighted average is calculated to further correct the open voltage, the calculation error of the open voltage can be reduced even if the voltage output from the battery 100 changes abruptly.

상기 SOC 추정부(2033)는 개방전압 계산부(2032)가 계산한 개방전압 OCVn과 현재 SOC 추정 시점에서 측정한 배터리 온도 Tn에 해당하는 SOCⅡ n을 상기 메모리부(104)에 저장된 온도별 및 개방전압별 SOC 룩업 테이블로부터 맵핑하여 출력한다. The SOC estimator 2033 stores the open voltage OCV n calculated by the open voltage calculator 2032 and SOC II n corresponding to the battery temperature T n measured at the current SOC estimation time, in the memory unit 104. Outputs by mapping from SOC lookup table by star and open voltage.

상기 온도별 및 개방전압별 SOC 룩업 테이블의 일 예는 하기 표 1과 같다.An example of the SOC lookup table for each temperature and for each open voltage is shown in Table 1 below.

Figure 112008057153913-pat00002
Figure 112008057153913-pat00002

상기 SOC 추정부(2033)는 상기 표 1과 같은 온도별 및 개방전압별 SOC를 수록한 룩업 테이블에서 개방전압 OCVn 및 온도 Tn를 맵핑하여 SOCⅡ n을 추정한다. 예컨대, 개방전압이 2.97이고, 배터리 온도가 -30도라면 SOCⅡ n는 2%인 것을 알 수 있다. 상기 SOC 추정부(2033)는 상기와 같은 방식으로 SOCⅡ n의 추정이 완료되면, 추정된 SOCⅡ n를 메모리부(104)에 저장한다.The SOC estimator 2033 estimates SOC II n by mapping the open voltage OCV n and the temperature T n in a lookup table that includes the SOC for each temperature and the open voltage as shown in Table 1 above. For example, if the open voltage is 2.97 and the battery temperature is -30 degrees, it can be seen that SOC II n is 2%. If the SOC estimation unit 2033 is the estimation of the SOC n Ⅱ completed in a manner as described above, and stores the estimated SOC Ⅱ n in the memory unit 104. The

그러면 이하에서는 전술한 구성을 바탕으로 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법을 구체적으로 설명한다.Next, a method of estimating battery capacity deterioration using battery voltage behavior will be described in detail based on the above-described configuration.

도 4는 본 발명에 따른 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법의 흐름을 도시한 순서도이다. 도 4에서, 각 단계의 수행 주체는 도 1에 도시된 마이크로컨트롤러(105)이다.4 is a flowchart illustrating a method of estimating battery capacity deterioration using battery voltage behavior according to the present invention. In FIG. 4, the performing agent of each step is the microcontroller 105 shown in FIG.

단계 S10에서, 배터리의 SOH 추정 요청이 있는지 판단한다. SOC 추정 요청은 외부로부터 입력될 수도 있고 배터리 용량 퇴화 추정 프로그램의 제어 로직에서 발생될 수도 있다.In step S10, it is determined whether there is a SOH estimation request of the battery. The SOC estimation request may be input from outside or may be generated in the control logic of the battery capacity deterioration estimation program.

단계 S10의 판단 결과, 배터리의 SOH 추정 요청이 있으면 배터리 용량 퇴화를 추정하기 위한 루틴을 시작한다. 반대로, 단계 S10의 판단 결과, 배터리의 SOH 추정 요청이 없으면 프로세스를 종료한다.As a result of the determination in step S10, if there is a request for SOH estimation of the battery, a routine for estimating battery capacity deterioration is started. In contrast, as a result of the determination of step S10, if there is no SOH estimation request of the battery, the process is terminated.

단계 S20에서, SOH 추정 시점을 기준으로 누산 비율 계산 시간 동안 전류 적산법에 의해 추정된 SOCⅠ n와 배터리 전압 거동에 의해 추정된 SOCⅡ n를 메모리부에 반복 저장한다.In step S20, the SOC I n estimated by the current integration method and the SOC II n estimated by the battery voltage behavior are repeatedly stored in the memory unit during the accumulation ratio calculation time based on the SOH estimation time point.

이어서, 단계 S30에서, 상기 누산 비율 계산 시간 동안 전류 적산법에 의해 산출한 SOC 변화량을 리드하여 △SOCI n을 누산한다.Subsequently, in step S30, the SOC change amount calculated by the current integration method is read during the accumulation ratio calculation time to accumulate ΔSOC I n .

다음으로, 단계 S40에서, 상기 누산 비율 계산 시간 동안 배터리 전압 거동에 의해 산출된 SOC 변화량 △SOCⅡ n을 누산한다.Next, in step S40, the SOC change amount DELTA SOC II n calculated by the battery voltage behavior during the accumulation ratio calculation time is accumulated.

그 다음으로, 단계 S50에서, SOC 변화율 누산 비율을 산출한다. Next, in step S50, the SOC change rate accumulation rate is calculated.

그런 후, 단계 S60에서, 배터리 출하 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율을 기준으로 상기 산출된 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 비교하여 배터리 용량 Capacityn을 추정한다.Thereafter, in step S60, the battery capacity Capacity n is estimated by relatively comparing the calculated SOC change amount accumulation rate based on the SOC change amount accumulation rate corresponding to the battery shipment capacity.

단계 S60의 대안으로서, SOC 변화량 누산 비율 별로 배터리 용량을 정의한 룩업 테이블이나 SOC 변화량 누산 비율과 배터리 용량의 상관 관계를 정의한 함수에 의해 배터리 용량 Capacityn을 추정하는 것도 가능하다.As an alternative to step S60, it is also possible to estimate the battery capacity Capacity n by a lookup table that defines the battery capacity for each SOC change accumulation rate or a function that defines the correlation between the SOC change accumulation accumulation rate and the battery capacity.

마지막으로, S70 단계에서, 배터리 출하 용량 Capacityinitial을 기준으로 상기 추정된 배터리 용량 Capacityn의 상대적 비율을 계산하고 계산된 상대적 비율을 SOHn로 추정하여 메모리부에 저장하거나 인터페이스를 통해 표시부로 출력한다. Finally, in step S70, the relative ratio of the estimated battery capacity Capacity n is calculated based on the battery shipment capacity Capacity initial , and the calculated relative ratio is estimated as SOH n and stored in the memory unit or output to the display unit through the interface. .

상기와 같은 각 단계의 진행이 완료되면, 배터리의 용량 퇴화를 추정하기 위한 절차가 모두 완료된다.When the above steps are completed, all procedures for estimating capacity decay of the battery are completed.

도 5는 도 4의 S20 단계에서 배터리 전압 거동을 이용하여 SOCⅡ n을 추정하는 과정을 도시한 순서도이다. 도 5에서, 각 단계의 수행 주체는 도 1에 도시된 마이크로컨트롤러(105)이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of estimating SOC II n using battery voltage behavior in step S20 of FIG. 4. In FIG. 5, the performing agent of each step is the microcontroller 105 shown in FIG.

도 5를 참조하면, 먼저, 단계 P10에서, SOCⅡ n 에 대한 추정 요청이 있는지 판단한다. 상기 추정 요청은 외부로부터 입력될 수도 있고, 프로그램 알고리즘의 제어 로직에서 발생될 수도 있다.Referring to FIG. 5, first, in step P10, it is determined whether there is a request for estimation of SOC II n . The estimation request may be input from the outside or may be generated in the control logic of the program algorithm.

만약, 단계 P10에서, SOCⅡ n 에 대한 추정 요청이 있으면 SOCⅡ n 추정 단계로 이행하고, SOCⅡ n 에 대한 추정 요청이 없으면 프로세스를 종료한다.If, in step P10, if the estimated SOC requests for transition to SOC n Ⅱ Ⅱ n estimating step, and if there is no request for estimation SOC Ⅱ n terminates the process.

단계 P20에서, 메모리부에 저장된 배터리 전압 거동을 리드한다. 배터리 전압 거동은 적어도 Vn, Vn-1 및 Vn-2를 포함한다. 그런 후, 단계 P30에서, 배터리 전압 거동과 배터리 온도에 의해 개방전압 변화량 △OCVn을 계산한다. 여기서, 개방전압 변화량 △OCVn의 계산 방법은 상술한 바 있다.In step P20, the battery voltage behavior stored in the memory section is read. Battery voltage behavior includes at least V n , V n-1 and V n-2 . Then, in step P30, the open voltage change amount? OCV n is calculated based on the battery voltage behavior and the battery temperature. Here, the calculation method of the open circuit voltage change amount? OCV n has been described above.

한편, 본 발명에서, V1 및 V2와 OCV1 및 OCV2는 배터리가 부하에 연결되기 직전에 측정한 무부하 상태의 배터리 전압으로 초기화시킨다. 예를 들어, 배터리가 전기 구동 자동차에 사용될 경우 자동차 시동 키의 턴 온 시 측정한 배터리 전압 값으로 V1 및 V2와 OCV1 및 OCV2를 설정한다. On the other hand, in the present invention, V 1 and V 2 and OCV 1 and OCV 2 are initialized to the battery voltage of the no-load state measured immediately before the battery is connected to the load. For example, if the battery is used in an electric drive car, V 1 and V 2 and OCV 1 and OCV 2 are set to the battery voltage values measured at the turn-on of the car start key.

다음으로, 단계 P40에서, 이전 개방전압 OCVn-1에 개방전압 변화량 △OCVn을 가산하여 현재의 개방전압 OCVn을 계산한다. 이어서, 단계 P50은 선택적으로 진행할 수 있는 단계로서, 현재 배터리 전압 Vn과 이전 배터리 전압 Vn-1의 가중평균을 산출하고, 산출된 가중평균과 이전 개방전압 OCVn-1의 차분을 현재 개방전압 OCVn에 가산하여 개방전압 OCVn을 추가적으로 보정한다. 가중평균의 계산 방법은 이미 상술한 바 있다.Next, in step P40, the current open voltage OCV n is calculated by adding the open voltage change amount? OCV n to the previous open voltage OCV n-1 . Subsequently, step P50 may optionally be performed to calculate a weighted average of the current battery voltage V n and the previous battery voltage V n-1 , and to currently open the difference between the calculated weighted average and the previous open voltage OCV n-1 . by adding the voltage OCV n to additionally correct the open-circuit voltage OCV n. The method of calculating the weighted average has already been described above.

이어서, 단계 P60에서는, 추정된 개방전압 OCVn과 배터리 온도 Tn에 해당하는 SOCⅡ n를 온도별 및 개방전압별 SOC를 수록한 룩업 테이블로부터 맵핑하여 추정하고 추정된 SOCⅡ n를 메모리부(104)에 저장한다.Subsequently, in step P60, the estimated SOC II n corresponding to the estimated open voltage OCV n and the battery temperature T n is mapped and estimated from a look-up table that includes SOC for each temperature and open voltage, and the estimated SOC II n is stored in the memory unit ( 104).

추정된 SOCⅡ n가 메모리부(104)에 저장되고 나면, 배터리 전압 거동에 의한 SOC 추정 과정이 완료된다.After the estimated SOC II n is stored in the memory unit 104, the SOC estimation process by the battery voltage behavior is completed.

<실험예>Experimental Example

이하에서는 실험예에 의하여 본 발명의 효과를 설명한다. 그러나, 하기 실험예는 일 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the effect of the present invention by the experimental example. However, the following experimental examples are only examples, and the scope of the present invention is not limited by the experimental examples.

본 실험에서는 먼저 실제 용량을 알고 있는 3개의 배터리를 준비하였다. 3개의 배터리 중 1번 배터리는 초기 출하 시의 용량을 가지고 있다. 그런 다음 각 배터리를 동일한 충방전 조건에서 충분한 시간 동안 충방전 시험을 수행하면서 동일한 시점을 기준으로 SOC 변화량 누산 비율을 계산하였다. 그런 후 1번 배터리의 용량을 기준으로 제2번 및 제3번 배터리의 실제 용량과 추정 용량을 상대적으로 비교하여 실제 용량 비와 추정 용량 비를 구하고 추정 오차를 계산하였다.In this experiment, three batteries with known actual capacity were prepared. One of the three batteries has an initial factory capacity. Then, each battery was charged / discharged for a sufficient time under the same charging / discharging conditions, and the SOC change accumulation rate was calculated based on the same time point. Then, the actual capacity ratio and the estimated capacity ratio were obtained by comparing the actual capacity and the estimated capacity of the second and third batteries based on the capacity of the first battery, and the estimation error was calculated.

도 9는 3개의 배터리 각각에 대한 SOC 변화량 누산 비율, 실제 용량 비, 추정 용량 비 및 추정 오차를 표로 나타낸 도면이다. 표에서, 좌측 칼럼은 1번 배터리, 중앙 칼럼은 2번 배터리, 우측 칼럼은 3번 배터리에 대한 계산 결과 값이다. 9 is a table showing SOC change accumulation rate, actual capacity ratio, estimated capacity ratio, and estimated error for each of three batteries. In the table, the left column is the calculation result for the first battery, the center column is the second battery, the right column is the third battery.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따라 추정된 배터리 용량은 실제 용량과 대비하여 오차가 상당히 작다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명은 높은 정확도로 SOH를 추정할 수 있는 기술임을 알 수 있다.9, it can be seen that the battery capacity estimated according to the present invention has a considerably smaller error compared to the actual capacity. Therefore, it can be seen that the present invention is a technique capable of estimating SOH with high accuracy.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for estimating battery capacity using battery voltage behavior according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 용량 퇴화 추정 프로그램의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a battery capacity deterioration estimation program according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에서 배터리 전압 거동을 이용하여 SOC를 추정하는 제2SOC 추정부의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of a second SOC estimator for estimating SOC using battery voltage behavior according to the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method of estimating battery capacity deterioration using battery voltage behavior according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전압 거동을 이용한SOC 추정 방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of an SOC estimation method using battery voltage behavior according to an embodiment of the present invention.

도 6은 배터리 사용 초기 단계에서 동일한 충방전 조건에서 전류 적산법에 의해 추정한 SOC와 배터리 전압 거동을 이용하여 추정한 SOC의 변화 양상을 보인 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing changes in SOC estimated using the SOC estimated by the current integration method and battery voltage behavior under the same charge and discharge conditions in the initial stage of battery use.

도 7은 배터리의 용량 퇴화가 어느 정도 진행된 후 동일한 충방전 조건에서 전류 적산법에 의해 추정한 SOC와 배터리 전압 거동을 이용하여 추정한 SOC의 변화 양상을 보인 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the change of SOC estimated using the SOC and battery voltage behavior estimated by the current integrating method under the same charge and discharge conditions after a certain amount of deterioration of the battery.

도 8은 충방전 실험을 수행하면서 주기적으로 SOC 변화율 Ratio_soc n 을 측정하여 시간의 경과에 따른 변화 패턴을 표시한 그래프이다. Figure 8 is a graph showing the change pattern with the lapse of time by periodically measuring the SOC variation ratio Ratio_ soc n while performing the charge and discharge experiment.

도 9는 본 발명의 실험에서 사용된 3개의 배터리 각각에 대하여 실험 결과로 얻은 SOC 변화량 누산 비율, 실제 용량 비, 추정 용량 비 및 추정 오차를 표로 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a table showing SOC change accumulation rate, actual capacity ratio, estimated capacity ratio, and estimated error obtained as a result of each of three batteries used in the experiment of the present invention.

Claims (25)

SOC 추정 시점마다 배터리와 결합된 전압 센싱부, 전류 센싱부 및 온도 센싱부로부터 배터리 전압, 전류 및 온도 데이터를 획득하여 저장하는 데이터 저장부;A data storage unit for acquiring and storing battery voltage, current, and temperature data from a voltage sensing unit, a current sensing unit, and a temperature sensing unit coupled to the battery at each SOC estimation time point; SOC 추정 시점마다 배터리 전류 데이터를 이용하여 전류 적산법에 의해 제1SOC를 추정하여 반복 저장하는 제1SOC 추정부;A first SOC estimator for estimating and repeatedly storing the first SOC by using a current integration method for each SOC estimation time point; SOC 추정 시점마다 상기 저장된 배터리 전압의 거동에 의해 개방전압을 추정하고, 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계를 이용하여 추정된 개방전압과 배터리 온도에 대응하는 제2SOC를 산출하여 반복 저장하는 제2SOC 추정부;Estimating the open voltage by the stored battery voltage at each SOC estimation time point, and calculating and repeatedly storing a second SOC corresponding to the estimated open voltage and the battery temperature by using a correlation between the open voltage and the temperature and the SOC. 2SOC estimator; SOH 추정 요청 시점부터 누산 비율 계산 시간 동안 계산된 상기 제2SOC의 변화량 누적 값 대비 상기 제1SOC의 변화량 누적 값 비율(SOC 변화량 누산 비율)을 계산하여 저장하는 SOC 누산 비율 산출부; 및An SOC accumulation ratio calculation unit configured to calculate and store a ratio of a cumulative change amount of the first SOC (SOC change accumulation rate) to a cumulative change amount of the second SOC calculated during an accumulation ratio calculation time from an SOH estimation request time; And 미리 설정된 기준 배터리 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율을 기준으로 상기 산출된 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 비교함으로써 배터리의 용량을 추정하고 배터리 출하 시의 초기 용량 대비 추정된 용량의 상대적 비율을 SOH로 추정하여 저장하는 SOH 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.Estimating the capacity of the battery by relatively comparing the calculated SOC change accumulation rate based on the SOC change accumulation rate corresponding to the preset reference battery capacity, and estimating the relative ratio of the estimated capacity to the initial capacity at the time of shipment of the battery as SOH. Battery capacity deterioration estimation apparatus using a battery voltage behavior, characterized in that it comprises a; SOH estimator for storing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준 배터리 용량은 배터리 출하 시의 초기 용량과 동일한 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The battery capacity deterioration estimating apparatus using the battery voltage behavior, characterized in that the reference battery capacity is the same as the initial capacity when the battery shipped. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 SOH 추정부는 SOC 변화량 누산 비율 별로 다수의 배터리 용량(기준 배터리 용량에 해당)을 정의한 룩업 테이블을 참조하여 배터리 용량을 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The SOH estimator estimates battery capacity by referring to a lookup table that defines a plurality of battery capacities (corresponding to reference battery capacities) for each SOC change accumulation rate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 SOH 추정부는 SOC 변화량 누산 비율을 입력 파라미터로 하고 배터리 용량을 출력 파라미터로 하는 함수에 상기 계산된 SOC 변화량 누산 비율을 대입하여 배터리 용량을 추정하되,The SOH estimator estimates the battery capacity by substituting the calculated SOC change accumulation rate into a function that uses the SOC change accumulation rate as an input parameter and the battery capacity as an output parameter. 상기 함수는 충방전 실험을 통하여 얻은 배터리 용량 별 SOC 변화량 누산 비율을 수치 해석하여 구하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The function of the battery capacity deterioration estimating apparatus using the battery voltage behavior, characterized in that to obtain a numerical analysis of the SOC change amount accumulation rate for each battery capacity obtained through the charge-discharge experiment. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 SOH 추정부는 배터리 출하 시의 초기 용량에 대한 현재 배터리 용량의 상대적 비율 산출 시 배터리가 사용될 수 있는 허용 가능한 최저 용량을 기준으로 하여 상기 상대적 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The SOH estimator calculates the relative ratio based on the minimum allowable capacity of the battery when calculating a relative ratio of the current battery capacity to the initial capacity of the battery when the battery is shipped. Degeneration Estimation Device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 누산 비율 계산 시간은 미리 정해진 수의 제1 및 제2SOC의 변화량 데이터가 수집될 때까지의 시간임을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The accumulating ratio calculation time is a time until a predetermined number of change data of the first and second SOC is collected, the battery capacity deterioration estimation apparatus using the battery voltage behavior. 제1항에 있어서, 상기 제2SOC 추정부는,The method of claim 1, wherein the second SOC estimator, 배터리 전압 거동을 개방전압 변화량으로 맵핑하는 개방전압 변화량 연산함수를 적용하여 상기 저장된 현재 및 과거에 측정된 배터리 전압들의 변화 패턴으로부터 개방전압 변화량을 계산하고, 배터리 온도에 대응하는 보정 팩터를 상기 계산된 개방전압 변화량에 반영하여 현재 단계의 개방전압 변화량을 추정하는 개방전압 변화량 추정부;An open voltage change calculation function for mapping a battery voltage behavior to an open voltage change amount is applied to calculate an open voltage change amount from the stored current and past measured battery voltage change patterns, and calculates a correction factor corresponding to the battery temperature. An open voltage change estimator for estimating an open voltage change amount at a current stage by reflecting the open voltage change amount; 직전 단계에서 추정된 배터리 개방전압에 상기 추정된 개방전압 변화량을 반영하여 현재 단계의 배터리 개방전압을 추정하는 개방전압 추정부; 및An open-voltage estimator for estimating the open-circuit voltage of the current step by reflecting the estimated change in open-circuit voltage in the estimated open-circuit voltage; And 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계를 이용하여 상기 추정된 개방전압과 상기 측정된 온도에 대응하는 SOC를 추정하여 저장하는 SOC 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.A battery capacity using the battery voltage behavior, comprising: an SOC estimator configured to estimate and store an SOC corresponding to the estimated open voltage and the measured temperature by using a correlation between the open voltage and temperature and the SOC. Degeneration Estimation Device. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 개방전압 추정부는 현재 및 과거의 배터리 전압에 대한 가중평균(측정 시점이 빠른 배터리 전압일 수록 큰 가중치를 부여함)과 직전 단계의 개방전압 차분을 상기 추정된 현재 단계의 개방전압에 가산하여 개방전압을 보정하는 것을 특 징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The open voltage estimating unit adds the weighted average of the current and past battery voltages (the higher the battery voltage is, the larger the weight is) and the difference between the open voltages of the previous stage and the open voltage of the current stage. Battery capacity deterioration estimation apparatus using battery voltage behavior characterized by correcting the voltage. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 과거의 배터리 전압은 직전 단계의 배터리 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The battery voltage deterioration estimating apparatus using the battery voltage behavior, characterized in that the past battery voltage is the battery voltage of the previous step. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 추정된 개방전압 변화량은 상기 계산된 개방전압 변화량에 상기 배터리 온도에 따른 보정 팩터를 곱셈 연산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The estimated open voltage change amount is calculated by multiplying the calculated open voltage change amount by a correction factor according to the battery temperature. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 변화 패턴을 구성하는 배터리 전압은 적어도 현재 단계, 전 단계 및 전전단계에서 측정된 배터리 전압 Vn, Vn-1 및 Vn-2을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The battery voltage constituting the change pattern includes battery voltages V n , V n-1 and V n-2 measured at least in the current stage, the previous stage, and the previous stage, and degenerate battery capacity using the battery voltage behavior. Estimation device. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 개방전압 변화량 연산함수는 현재 단계와 과거 단계 사이의 배터리 전압 변화량과 배터리 전압 변화 패턴을 구성하는 각 전압에 의해 정의되는 패턴 함수의 수학적 연산에 의해 정의되고,The open voltage change calculation function is defined by a mathematical operation of a pattern function defined by each voltage constituting a battery voltage change pattern and a battery voltage change amount between a current step and a past step, 상기 패턴 함수는 배터리 전압 거동을 정의하는 함수로서, 실험적으로 얻은 다수의 배터리 전압 변화량과 배터리 개방전압 변화량 사이의 상관관계를 분석하여 정의되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The pattern function is a function defining battery voltage behavior, and is defined by analyzing correlations between a plurality of battery voltage variations and battery open voltage variations obtained experimentally. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보정 팩터는 배터리 온도에 따른 개방전압 변동 효과를 반영하여 배터리 온도에 따라 개방전압 변화량을 보정하는 개방전압 보정 함수에 배터리의 온도를 대입하여 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치.The correction factor is calculated by substituting the temperature of the battery into an open voltage correction function that corrects the amount of change in open voltage according to the battery temperature by reflecting the effect of the open voltage variation according to the battery temperature. Estimation device. (a) SOC 추정 시점마다 배터리와 결합된 전압 센싱부, 전류 센싱부 및 온도 센싱부로부터 배터리 전압, 전류 및 온도 데이터를 획득하여 저장하는 단계;(a) acquiring and storing battery voltage, current, and temperature data from a voltage sensing unit, a current sensing unit, and a temperature sensing unit coupled to the battery at each SOC estimation time point; (b) SOC 추정 시점마다 상기 저장된 배터리 전류 데이터를 이용하여 전류 적산법에 의해 제1SOC를 추정하여 반복 저장하는 단계;(b) estimating and repeatedly storing a first SOC by a current integration method using the stored battery current data at each SOC estimation time point; (c) SOC 추정 시점마다 상기 저장된 배터리 전압의 거동에 의해 개방전압을 추정하고, 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계를 이용하여 추정된 개방전압과 배터리 온도에 대응하는 제2SOC를 추정하여 반복 저장하는 단계;(c) Estimating the open voltage by the behavior of the stored battery voltage at each SOC estimation time point, and repeating by estimating the second SOC corresponding to the estimated open voltage and the battery temperature using the correlation between the open voltage and the temperature and the SOC. Storing; (d) SOH 추정 요청 시점부터 누산 비율 계산 시간 동안 상기 제2SOC의 변화량 누적 값 대비 상기 제1SOC의 변화량 누적 값 비율(SOC 변화량 누산 비율)을 계산하여 저장하는 단계; 및(d) calculating and storing a ratio of cumulative amount of change (SOC change amount accumulation rate) of the first SOC to a cumulative amount of change amount of the second SOC from the time of requesting SOH estimation during the accumulation period calculation time; And (e) 미리 설정된 기준 배터리 용량에 대응하는 SOC 변화량 누산 비율을 기준으로 상기 산출된 SOC 변화량 누산 비율을 상대적으로 비교함으로써 배터리의 용량을 추정하고 배터리 출하 시의 초기 용량 대비 추정된 용량의 상대적 비율을 SOH로 추정하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.(e) estimating the capacity of the battery by comparing the calculated SOC change accumulation rate relative to the SOC change accumulation rate corresponding to the preset reference battery capacity, and calculating the relative ratio of the estimated capacity to the initial capacity at the time of shipment of the battery. Estimating and storing the same as SOH. 제14항에 있어서, 상기 (e) 단계에서,The method of claim 14, wherein in step (e), 상기 기준 배터리 용량은 배터리 출하 시의 초기 용량과 동일한 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.And the reference battery capacity is equal to the initial capacity at the time of shipment of the battery. 제14항에 있어서, 상기 (e) 단계에서,The method of claim 14, wherein in step (e), 상기 SOC 변화량 누산 비율 별로 다수의 배터리 용량(기준 배터리 용량에 해당)을 정의한 룩업 테이블을 참조하여 배터리 용량을 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.And estimating battery capacity by referring to a lookup table that defines a plurality of battery capacities (corresponding to reference battery capacities) for each SOC change accumulation rate. 제14항에 있어서, 상기 (e) 단계에서,The method of claim 14, wherein in step (e), 상기 SOC 변화량 누산 비율을 입력 파라미터로 하고 배터리 용량을 출력 파라미터로 하는 함수에 상기 계산된 SOC 변화량 누산 비율을 대입하여 배터리 용량을 추정하되,The battery capacity is estimated by substituting the calculated SOC change amount accumulation ratio into a function that uses the SOC change amount accumulation ratio as an input parameter and the battery capacity as an output parameter. 상기 함수는 충방전 실험을 통하여 얻은 배터리 용량 별 SOC 변화량 누산 비율을 수치 해석하여 구하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.The function is a method for estimating battery capacity deterioration using battery voltage behavior, characterized in that the numerical analysis of the SOC change accumulation rate for each battery capacity obtained through the charge-discharge experiment. 제14항에 있어서, 상기 (e) 단계에서,The method of claim 14, wherein in step (e), 배터리 사용 초기 용량에 대한 현재 배터리 용량의 상대적 비율 산출 시 허용 가능한 배터리 최저 용량을 기준으로 상기 상대적 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.A method of estimating battery capacity deterioration using battery voltage behavior, wherein the relative ratio is calculated based on a minimum allowable battery capacity when calculating a relative ratio of a current battery capacity to an initial battery capacity. 제14항에 있어서, 상기 (c) 단계는,The method of claim 14, wherein step (c) is 배터리 전압 거동을 개방전압 변화량으로 맵핑하는 개방전압 변화량 연산함수를 적용하여 상기 저장된 현재 및 과거에 측정된 배터리 전압들의 변화 패턴으로부터 개방전압 변화량을 계산하는 단계;Calculating an open voltage change amount from a change pattern of the stored current and past measured battery voltages by applying an open voltage change calculation function that maps a battery voltage behavior to an open voltage change amount; 배터리 온도에 대응하는 보정 팩터를 상기 계산된 개방전압 변화량에 반영하여 현재 단계의 개방전압 변화량을 추정하는 단계;Estimating the amount of change in the open circuit voltage by applying a correction factor corresponding to battery temperature to the calculated amount of change in open voltage; 직전 단계에서 추정된 배터리 개방전압에 상기 추정된 개방전압 변화량을 반영하여 현재 단계의 배터리 개방전압을 추정하는 단계; 및Estimating the battery open voltage at the current step by reflecting the estimated change in the open voltage at the battery open voltage estimated in the previous step; And 개방전압 및 온도와 SOC 사이의 상관 관계를 이용하여 상기 추정된 개방전압과 상기 측정된 온도에 대응하는 SOC를 추정하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.Estimating and storing an SOC corresponding to the estimated open voltage and the measured temperature by using a correlation between an open voltage and a temperature and the SOC; battery capacity deterioration estimation using battery voltage behavior Way. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 현재 및 과거의 배터리 전압에 대한 가중평균(측정 시점이 빠른 배터리 전압일 수록 큰 가중치를 부여함)과 직전 단계의 개방전압 차분을 상기 추정된 현재 단계의 개방전압에 가산하여 개방전압을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.Compensating the open voltage by adding the weighted average of the current and past battery voltages (the higher the battery voltage is, the larger the weight is) and the difference of the open voltage of the previous stage to the estimated open voltage of the current stage. A method for estimating battery capacity degradation using battery voltage behavior, characterized in that it further comprises a step. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 과거의 배터리 전압은 직전 단계의 배터리 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.The battery voltage deterioration estimation method using the battery voltage behavior, characterized in that the past battery voltage is the battery voltage of the previous step. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 추정된 개방전압 변화량은 상기 계산된 개방전압 변화량에 상기 배터리 온도에 따른 보정 팩터를 곱셈 연산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.The estimated open voltage change amount is calculated by multiplying the calculated open voltage change amount by a correction factor according to the battery temperature. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 변화 패턴을 구성하는 배터리 전압은 적어도 현재 단계, 전 단계 및 전전단계에서 측정된 배터리 전압 Vn, Vn-1 및 Vn-2을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.The battery voltage constituting the change pattern includes battery voltages V n , V n-1 and V n-2 measured at least in the current stage, the previous stage, and the previous stage, and degenerate battery capacity using the battery voltage behavior. Estimation method. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 개방전압 변화량 연산함수는 현재 단계와 과거 단계 사이의 배터리 전압 변화량과 배터리 전압 변화 패턴을 구성하는 각 전압에 의해 정의되는 패턴 함수의 수학적 연산에 의해 정의되고,The open voltage change calculation function is defined by a mathematical operation of a pattern function defined by each voltage constituting a battery voltage change pattern and a battery voltage change amount between a current step and a past step, 상기 패턴 함수는 배터리 전압 거동을 정의하는 함수로서, 실험적으로 얻은 다수의 배터리 전압 변화량과 배터리 개방전압 변화량 사이의 상관관계를 분석하여 정의되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.The pattern function is a function of defining battery voltage behavior, and is defined by analyzing correlations between a plurality of battery voltage variations and battery open voltage variations obtained experimentally. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 보정 팩터는 배터리 온도에 따른 개방전압 변동 효과를 반영하여 배터리 온도에 따라 개방전압 변화량을 보정하는 개방전압 보정 함수에 배터리의 온도를 대입하여 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 방법.The correction factor is calculated by substituting the temperature of the battery into an open voltage correction function that corrects the amount of change in open voltage according to the battery temperature by reflecting the effect of the open voltage variation according to the battery temperature. Estimation method.
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